Socket 编程详解（含 TCP 和 UDP 示例）

一、什么是 Socket？

Socket（套接字）是计算机网络编程中用于进程间通信的接口，允许不同主机上的程序通过网络发送和接收数据。

你可以把它类比成一根“数据管道”，程序通过这根管道与远程设备进行交流。

二、Socket 的作用和优势

✅ 数据传输基础：实现网络通信的核心工具。
✅ 跨平台通用：支持几乎所有操作系统和编程语言。
✅ 支持多协议：可配合 TCP（可靠）或 UDP（高效）等协议使用。
✅ 灵活强大：能处理各种网络通信需求，如网页、聊天、游戏等。

三、Socket 的主要类型

类型	协议	特点	应用场景
TCP Socket	TCP	面向连接、可靠传输、一对一通信	网页浏览、文件传输
UDP Socket	UDP	无连接、快速传输、支持广播	视频直播、在线游戏

四、Socket 常用方法速查表

4.1 通用方法

方法	作用说明	适用协议
bind((ip,port))	绑定服务端地址	TCP/UDP
close()	关闭连接	通用

4.2 TCP专用方法

方法	说明
listen(backlog)	启动监听，backlog指定最大排队数
accept() -> (conn, addr)	接受连接，返回新socket对象和客户端地址
connect((ip,port))	客户端连接服务器
send()/recv()	发送/接收数据

4.3 UDP专用方法

方法	说明
sendto(data, address)	发送数据到指定地址
recvfrom(bufsize) -> (data, addr)	接收数据和发送方地址

五、IP 地址 & 端口号基础

IP 地址：标识一台主机（例如 127.0.0.1 表示本地）
端口号：标识主机上的某个程序，取值范围：0~65535

范围	类型
`0 - 1023`	系统端口
`1024 - 49151`	注册端口
`49152 - 65535`	动态端口

六、TCP 编程流程详解（面向连接）

🔹 1. 单次通信示例

TCP 服务器端

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM

server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)     # 1. 创建 socket
server_socket.bind(('127.0.0.1', 8888))          # 2. 绑定地址和端口
server_socket.listen(5)                          # 3. 开始监听
print('服务器启动，等待连接...')

client_socket, client_addr = server_socket.accept()  # 4. 等待客户端连接
data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')      # 5. 接收数据
print('收到客户端数据:', data)

client_socket.send('Hello from server!'.encode('utf-8'))  # 6. 发送响应

client_socket.close()
server_socket.close()

TCP 客户端

import socket

client_socket = socket.socket()
client_socket.connect(('127.0.0.1', 8888))             # 连接服务器
print('连接成功')
client_socket.send('Welcome to Python'.encode('utf-8')) # 发送数据
client_socket.close()

🟡 注意：先运行服务器端，再运行客户端！

🔹 2. 多次通信示例（支持对话）

TCP 服务器端

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM

server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
server_socket.bind(('127.0.0.1', 8888))
server_socket.listen(5)
print('服务启动，等待连接...')

client_socket, _ = server_socket.accept()
data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')

while data != 'bye':
    if data:
        print('接收到客户端数据：', data)
    send_data = input('回复客户端：')
    client_socket.send(send_data.encode('utf-8'))
    if send_data == 'bye':
        break
    data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')

client_socket.close()
server_socket.close()

TCP 客户端

import socket

client_socket = socket.socket()
client_socket.connect(('127.0.0.1', 8888))
print('已连接服务器')

info = ''
while info != 'bye':
    msg = input('发送给服务器：')
    client_socket.send(msg.encode('utf-8'))
    if msg == 'bye':
        break
    info = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
    print('服务器回复：', info)

client_socket.close()

七、UDP 编程流程详解（无连接）

🔹 1. 发送方代码

from socket import socket, AF_INET, SOCK_DGRAM

send_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
data = input('发送内容：')
send_socket.sendto(data.encode('utf-8'), ('127.0.0.1', 8888))  # 发送数据

recv_data, addr = send_socket.recvfrom(1024)
print('接收到回复：', recv_data.decode('utf-8'))

send_socket.close()

🔹 2. 接收方代码

from socket import socket, AF_INET, SOCK_DGRAM

recv_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
recv_socket.bind(('127.0.0.1', 8888))  # 绑定地址端口

recv_data, addr = recv_socket.recvfrom(1024)
print('收到数据：', recv_data.decode('utf-8'))

reply = input('回复：')
recv_socket.sendto(reply.encode('utf-8'), addr)

recv_socket.close()

🔹 模拟聊天场景

客户咨询者

# 客户咨询者
from socket import socket,AF_INET,SOCK_DGRAM

# (1)创建socket对象
send_socket=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

while True:
    # (2) 指定接收方IP地址和端口号
    ip_port=('127.0.0.1',8888)
    # (3) 准备发送数据
    data=input('请输入要发送的数据：')   
    # (4) 发送数据
    send_socket.sendto(data.encode('utf-8'),ip_port)
    if data == 'bye':
        break
    # (5) 接收来自接客服的回复数据
    recv_data,addr = send_socket.recvfrom(1024)
    print('客服回复：',recv_data.decode('utf-8'))

# 关闭socket对象
send_socket.close()

客服人员

from socket import socket,AF_INET,SOCK_DGRAM

# (1) 使用socket类创建一个套接字对象
recv_socket=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
# (2)绑定发送方IP和主机设置的端口号
ip = '127.0.0.1'
port = 8888
recv_socket.bind((ip,port))

while True:
    # (3) 接收来自发送方的数据
    recv_data,addr = recv_socket.recvfrom(1024)
    print('客户说：',recv_data.decode('utf-8'))
    if recv_data.decode('utf-8') == 'bye':
        break
    # (4) 准备回复对方的数据
    data = input('回复：')
    # (5) 回复：
    recv_socket.sendto(data.encode('utf-8'),addr)

# (6) 结束
recv_socket.close()

🟡 注意：UDP编程接收方与发送方启动运行无先后，但先启动运行发送方，数据会丢包

八、总结

特性	TCP	UDP
是否连接	需要连接（连接后通信）	无需连接（直接发送数据）
是否可靠	是，数据有序、无丢失	否，可能丢包、乱序
速度	相对较慢	快速
应用场景	文件传输、网页、聊天应用	视频直播、游戏、广播通知

Socket 的工作流程

Socket 的工作流程因协议不同而略有差异，以下是两种常见协议的典型流程：

TCP Socket 的工作流程
1. 服务器端：
  - 创建套接字：socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
  - 绑定地址和端口：socket.bind((host, port))
  - 开始监听：socket.listen()
  - 接受连接：socket.accept()（返回一个新的套接字和客户端地址）
  - 通信：通过返回的套接字发送和接收数据
  - 关闭连接：socket.close()
2. 客户端：
  - 创建套接字：socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
  - 连接到服务器：socket.connect((host, port))
  - 通信：发送和接收数据
  - 关闭连接：socket.close()
UDP Socket 的工作流程
1. 服务器端：
  - 创建套接字：socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
  - 绑定地址和端口：socket.bind((host, port))
  - 接收数据：socket.recvfrom(buffer_size)（返回数据和客户端地址）
  - 发送数据：socket.sendto(data, address)
  - 关闭套接字：socket.close()
2. 客户端：
  - 创建套接字：socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
  - 发送数据：socket.sendto(data, address)
  - 接收数据：socket.recvfrom(buffer_size)
  - 关闭套接字：socket.close()

posted @ 2025-05-04 18:59 kyle_7Qc 阅读(2190) 评论(0) 收藏举报

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Socket 编程详解（含 TCP 和 UDP 示例）

Socket 编程详解（含 TCP 和 UDP 示例）

一、什么是 Socket？

二、Socket 的作用和优势

三、Socket 的主要类型

四、Socket 常用方法速查表

4.1 通用方法

4.2 TCP专用方法

4.3 UDP专用方法

五、IP 地址 & 端口号基础

六、TCP 编程流程详解（面向连接）

🔹 1. 单次通信示例

TCP 服务器端

TCP 客户端

🔹 2. 多次通信示例（支持对话）

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